Metal, ısıtıldığında genleşir, çünkü sıcaklıktaki artış aslında metali oluşturan atomların titreşimindeki bir artıştır ve bu titreşim atomları hafifçe birbirinden ayırır. Kafes yapısını atomlar arasında kırmak için artan mesafe yeterli değildir. Termal genleşme, sadece metallerde değil çoğu malzemede gözlenen bir olgudur.
Termal genleşme, birçok malzemenin önemli bir özelliğidir ve az sayıda malzeme, sıcaklık arttıkça genleşme şeklini bozar. Bununla birlikte, katı su ve düşük sıcaklıklarda sıvı su bile, aslında ısınırken küçülür. Bununla birlikte, su, nispeten benzersiz bir moleküler yapıya ve katı halinin sıvı halinden daha yoğun olmasına neden olan özelliklere sahip bir istisnadır.
Termal genleşme sadece ortak bir özellik değil, aynı zamanda önemli bir özelliktir. Bimetalik şerit termometrelerinde kullanılan bir özellik olan sıcaklık değişimiyle farklı metaller farklı oranlarda genişler. Termal genleşme bu şekilde faydalı olsa da, özellikle birkaç farklı malzeme kullanıldığında veya ısıtmanın dengesiz olması muhtemel olduğunda, inşaatta da sıkça sorun olur. Metallerin büzülmesi ve genleşmesi, yapılarda zaman içinde yapısal kararsızlığa neden olabilecek baskılar üretir.
